bの解き方がわかりません。助けてください。

初速度 V で質量mの小球を鉛直上向きに投げ上げる. 座標軸は鉛直上向きを正に取り,t=0に おける小球の位置を座標軸の原点とする. また重力加速度の大きさを g とする. (下記の課題では, 解析する運動に対する自由体図を描くところから始め, 途中経過を省くことなく,一つずつ確認し ながら問題を解くこと) (a)時刻 t における小球の速度と位置を計算し, 小球が高さH に達する時刻を求めよ. ただし, 小 球には重力のみ作用するものとする. (b) 時刻 t における小球の速度と位置を計算し, 小球が高さHに達する時刻を求めよ. ただし, 小 球には重力に加えて, 速度に比例する抵抗力 (比例定数 k) がはたらくものとする.

bの解き方がわかりません。助けてください。

初速度 V で質量mの小球を鉛直上向きに投げ上げる. 座標軸は鉛直上向きを正に取り,t=0に おける小球の位置を座標軸の原点とする. また重力加速度の大きさを g とする. (下記の課題では, 解析する運動に対する自由体図を描くところから始め, 途中経過を省くことなく,一つずつ確認し ながら問題を解くこと) (a)時刻 t における小球の速度と位置を計算し, 小球が高さH に達する時刻を求めよ. ただし, 小 球には重力のみ作用するものとする. (b) 時刻 t における小球の速度と位置を計算し, 小球が高さHに達する時刻を求めよ. ただし, 小 球には重力に加えて, 速度に比例する抵抗力 (比例定数 k) がはたらくものとする.

(1)〜(4)の解き方って合っていますでしょうか。また、(5)の問題が分からなかったので教えていただきたいです🙇左が問題、右が解いたものです。

問4 軽いバネの片端を壁に固定し、 他端に質量mの物体をつけて粗い床面に置いた、水平パネ振り子を考 える。 バネが自然長の時の物体の位置を=0とし、 バネが伸びる向きに軸正をとる。 物体は床面から速度 と逆向きの抵抗力-bu を受ける (6は比例定数)。時刻 t = 0 に、 原点にある物体に正の初速度 vo を与える と、バネ定数にがん=だったため、このパネ振り子は臨界減衰振動をした。 この時、任意の時刻 t におけ る物体の位置(t) は右下のグラフのようになり、y=を用いて以下の式で表せる。 (t)=votent 以下の間に、mo, のうち、 必要な記号を用いて答えよ。 (自然対数の底eは数字なので、当然使用可。) (1) 最初に物体の速さが0となる時刻 to を求めよ。 (2) 時刻 to の物体の位置 z (to) を求めよ。 (3) 時刻 to までにバネが物体にする仕事 W を求めよ。 (4) 時刻 to までに床からの抵抗力が物体にする仕事 Wa を、 (3) の結果を用いて求めよ。 (5) 【チャレンジ問題】 前問で求めたW を、 以下の積分を実行することで導け。 rx(to) = to) (-kv)dz = Wa= ・to sto (-kv)dr = √ (-bv) vdt = √ (-bv²) dt 位置 時刻

減衰振動の問題なのですが、全くわかりません。どなたか教えて頂けませんか？

第8回確認クイズ 期限 2024-12-04 10:30 設問1 【第8回講義内のクイズの続き】 ばね定数k=4.0 N/mの片 端を壁に固定し、他端に質量m = 1.0kg のおもりをつけ たばね振り子の振動を考える。 ばねが自然長の時のおも りの位置をx=0とし、 ばねが伸びる向きにx軸正をと る。t=0の時に x = 6.0mでおもりを静かに離す。おもり には床面から、速度v[m/s] と逆向きに-bvの抵抗力が作用 するので、減衰振動をする。抵抗力の比例定数がb=0.4 kg/sの時、 以下の問に有効数字3桁の数字で答えよ。 (1) おもりが最初に原点を通過する瞬間の速さは何m/s か? (2) t > 0 で最初におもりの速さが0になる時刻は何sか? (3) 前問(2)の瞬間のおもりの位置 (座標)は何mか? V 復元力 m -by m F 0000000 IC IC

高校レベルの物理の問題です。 答えは出したのですが、解答と合わなかったので最後の問題の解き方を教えてください。

空気抵抗とは空気との接触により運動を妨げようとする力のことであり、運動している物体の速さ (速さの1乗) に比例する粘性抵抗と速 さの2乗に比例する圧力抵抗がある。 雨が圧力抵抗のみを受けながら鉛直下向きに落下する様子を考える。 圧力抵抗の比例定数を重 力加速度の大きさをg [m/s²]として以下の問に答えよ。 V 問31 鉛直下向きを正として雨の加速度をa [m/s'] としたとき、 速さ [m/s]で落下している雨滴の運動方程式はどのように記述され るか。 適切なものを1つ選べ [31] ① ma = mg + kv² (2) ma=-kv (3) ma = -kv² (6) ma=mg- ・kv (7) ma = mg-kv² ⑧ ma-mg 問32 比例定数kの単位はSI単位でどのように表されるか。 適切なものを1つ選べ。 [32] ① N·m ②N･s ③kg·m ⑥ N/m ⑦ N/s ⑧kg/m ①kmg mg k ② 月 33 雨滴は地表付近では等速度運動をする。 そのときの速度 (終端速度) Pt [m/s] として適切なものはどれか。 1つ選べ。 [33] mg -1 (半径に反比例) img k 5 1 (半径の1乗に比例) ④kg's ⑨kg/s 1km g 30 (半径に関わらず一定) 4 ⑧ 0 34 圧力抵抗の比例定数kはp を空気の密度、S を物体の断面積として、以下の関係がある。 x=2/cos CpS 4 ma = kv 9 ma = mg - 12/1 (半径の平方根に反比例) ⑤m/s² ⑩ 単位無し ここで、Cは物体の形状に依存する係数であり、 球の場合はおよそ 0.5 となる。 雨滴の形状が球だとして、終端速度は雨滴の半径の何 乗に比例するか。 適切なものを1つ選べ。 [34] ⑥⑥/12 (半径の平方根に比例 62 (半径の2乗に比例) ⑤ ma=kv² 10ma = mg + kv kv²=mg V = long fals い JAL = der²tu Img_ 11 4mg erin 4mg en F√ √

自然現象のモデル化(微分方程式) 次の4問の微分方程式を立式してもらいたいです。

問題1 (自然現象のモデル化, 20点) 次の微分方程式を立てよ.各自で導入した記号には説明をつけること. (1) ry平面上の各点で,接線の傾きが sinh である曲線がみたす微分方程式. (2) 新型コロナ感染者数が、 ある地域で、感染者数の3乗に比例して増加していると共に感染者 数の2乗の比例して回復していく。 感染者数に対する微分方程式はどうなるか. (3) 質量と電荷が m1,91 (> 0) の分子が同じく m2,92(< 0) の分子と距離だけ離れている. 電 気的な力で運動する運動方程式は, 比例定数をんとして d²r dt2 = -k- m1 9192 72 である.さらに, 分子の間で距離の3乗に反比例する力が加わるとすると,どのような式に なるか. (4) 半径Rの球形の風船が、 時間 dt の間に一定の空気が送り込まれ, 半径R + dRの球形に膨張 した. 半径Rの増加速度 を求める微分方程式はどうなるか. dR dt

この問題ってどうやって解きますか？

2. コイル Live I sin [A] の電流を流した時、回路に加わる電圧の瞬時式はv=V2I (4) sin (ta (50) (60) [V] である。 但し、最大値をV... 位相差をする。 3.4 比例定数と問題文の記号のみを用いて、 一般式を記せ。 【3点】 mo 7.-€ 0.0 V= [V] 6.

（3）以降が分かりません

問2 図2のように地上から遥か上空で、 質量 の物体1に質量mの物体2 (パラシュー ト状物体)を糸で結びつけた。糸は軽くその長さは 、糸を張った状態にして物体を持ち、 物体2を静かに放して落下させた。 各物体には、それぞれ速度に比例する空気抵抗力がはたら く。 その比例定数は、物体1についてはbj, 物体2については、である。 また、重力加速度 の大きさをg とする。 (1) 座標設定を図で示し、糸の張力の大きさをして、各物体の運動方程式を書け。 (2) 物体1と物体2の座標の関係式を示せ。 (3) 糸がたるまないと仮定し、 (1), (2) より物体の運動の解析が可能な1つの運動方程式 (物体1の位置座標だけを用いた運動方程式)を導け。 (4) (3) では,糸はたるまずに落下するとしたが、条件によっては糸がたるむ場合がある。 そ の条件を求めよ。 物体2 物体1 m2 m₁ 地面 図2

蛍光ペンで引いたかける2のところがわからないです。 教えてください！！！

A B 図のように, 8a [m] だけ離れた点A,B 電気量 QQ [C] の点電荷を置いた。 ABの垂直二等分線上, ABの中点から 34 [m]の点Pにおける電場 EP の向きと |強さEP [N/C] を求めよ。 クーロンの法 の比例定数をk [N･m²/C2] とする。 解 正電荷,負電荷が点Pにつくる電場は それぞれA→P, P→Bの向きであり, AP = BP = 54 であるから, これらの電 場の強さは等しい。 この強さをそれぞれ Q E[N/C] とおくと,電場の式｢E =k-12」 A 4a (p.113 (4) 式) より Q kQ E = k (5a)² 25a² m 0.0 4a <PAB = 0 とすると, cos0= であるから図より 5a Ep = Ecos0×2 kQ 4a 8kQ = × ×2= 25a² 5a [N/C] 125a² 電場の向きは, A B である。 0.50m離れた2点A,B に点電荷を置く。A 点Aには4.5×10-°Cの正電荷を, 点B -0.50m- には 2.0×10-°C の正電荷を置くとき,線分AB上で電場の強さが( なる点やけど) A B A 図 11 電場の重ねあわせ E = + 頭 2 電場の重ねあわせ = A A 5a 4a 5a 3a 3a 4a E Poi E ------ 4a 電気 T ① カナ B

「物質 Aと物質Bが反応して、物質Cが生成される状況を考える。ただし、AとBがそれぞれ 1mg反応したとき、Cが1mg生成されるとする。そして、時刻tにおけるCの質量をQ(t) とし、 Q(t) の変化率はAとBの反応していない質量に比例すると仮定し、Aの全質量をα、Bの全... 続きを読む